玻璃电熔技术研究和发展.pdfVIP

玻璃电熔技术的研究与发展 姚如清 一玻璃电熔技术的基础理论研究与实践： 玻璃的熔制一直延续着使用各种燃料的火焰熔制。如；坩埚炉、单元炉、换热式池炉， 发展到蓄热式池炉，经历了很长一段时间。但是都存在着能耗高、构筑费用高，占地面积大， 热效率低等缺点。因此玻璃研究者近百年来都在探索新的窑炉结构来改造或替代这些陈旧的 火焰炉。其中研究利用电能熔制玻璃方法比较多。计有：①高频感应加热；②电弧加热：③ 电阻发热体间接加热：④利用玻璃液的导电性能通电极直接加热等方法。其中； 高频感应加热：只限于石英玻璃熔融用石墨坩埚作为发热体进行熔融，但石墨在高温下 氧化速度快基本被淘汰。 电弧加热：利用电弧加热是受钢铁冶炼的启发。但是使用电极都是石墨或铁块对玻璃液 有很大的污染没有成功。 电阻加热；采用石墨坩埚(用石墨电极加工而制)或钼坩埚作发热体在真空和惰性气体 保护下熔制石英玻璃。因成本太高不适合于普通玻璃熔制。 由于上述方法的被排除，利用玻璃液的导电性能通电极直接加热熔制玻璃的方法被引起重视 而逐渐成熟。但也经历了50多年的较长时间。其历程是：1902年沃尔克(Voelker)以其利 用电流通过配合料产生的热来熔化未熔化的玻璃而获准一个基本专利。当然应用这一原理用 于实际获得成功又过了20余年的时间。其间1905年俄国索瓦仁也提出了利用玻璃液自身的 电阻来进行电热熔制玻璃：1907年法国的索维吉昂(Sauvegeon)获得了采用电熔的熔窑专 利：1909．1920俄国列杰尔斯在研究了十一年以后建造了一座实验性的熔炉装机容量为 威的雷德(Raeder)使用碳电极成功地实现了熔窑的全电熔；1925年瑞典的科尼利厄斯 年这一时期弗格森(Fergvson)采用“T”型熔窑从事电熔玻璃的研究。直到二次世界大战 期间为解决燃料的短缺，瑞士的波兰耳(Borel)对电熔技术做了大量的研究终于获得成功 了钼电极系统于1952年开始广泛采用。1956年英国的格耳(Gell)和汉恩又推出使用钼板 电极。由此全屯熔炉和电助熔炉因其技术上的成熟而在欧美国家获迅速推广。我国在七十年 代末开始进入玻璃电熔技术的研究。八十年代中期上海器皿一厂、大连玻璃器TmV．和jL碚玻 璃器皿厂先If；彳由德国索尔格(SORG)公司和英国KTG公司引进了三座熔制中铅玻璃(含 铅24％)的电熔炉。与此同时我国的玻璃电熔研究工作亦进入了实践应用阶段。先后在贵 州、山西、河北、福建、浙江、江苏、山东及京、津、沪等20多省市地区普遍推广应用全 电熔炉和电助熔炉。并且其应用领域已渗透到：钠钙玻璃器皿；玻璃瓶罐：电光源玻璃；光 学玻璃；硼硅酸盐玻璃；乳白玻璃：颜色玻璃；铅晶质玻璃；微晶玻璃及玻璃棉等方面。规 模由3吨，日．30吨／日以上，熔化率达3吨／M2日，能耗为0．8-2千瓦时／公斤玻璃。各项技 术指标基本达到国际先进水平。 二推广玻璃电熔技术的意义和发展前景： 尽管玻璃电熔技术的研究已有百年的历史，但是真正的普及应用亦就是近20余年时 间。这主要是冈为能源的匮乏，人们的环境保护意识加强和电力事业的发展而发展的。以下 仅就推广玻璃电熔有关优势条件阐述如F： 77 (一)能源结构的多元化促进玻璃行业能源结够的调整： 能源短缺是个世界性问题，亦是影响我国工业发展的大问蘧。能源结构的多元化是个必 然的趋势。据有关新闻媒体介绍我国在“十一·五”期间将建11座原子能发电站，其装机 总容量将达3000万千伏安。这就有利于工矿企业能源结构的调整。采用电力作为能源将是 工业最理想的洁净能源和环保能源。从单位能耗方面来衡量也是节约能源的良好选择。玻璃 电熔技术无论从熔制范围到熔制规模都已经有了成熟的经验。对于火焰炉的嫁接过渡既可完 成全电熔炉的改造又可进行电助熔炉的改造条件比较成熟。 (二)抑制有害气体排放，减少大气污染； 。 火焰炉在熔制过程中不断向大气排放一氧化碳，二氧化碳，二氧化硫，三氧化硫和氮氧 化物等有害气体。对大气环境带来极大的污染和危害。而电熔炉则不存在这一类气体的排 放，即使从玻璃原料中含的碳酸化物等挥发气体释放也很容易捕获，净化成为付产品。～ 般每百吨玻璃可收集纯度为99．5％的二氧化碳1．5吨。因此采用电熔炉可提高环境的品质。 (三)提高产品质量 与火焰炉的横向熔化相比，电熔炉的熔化方式是垂直熔化，全部玻璃都经历了相同的热 周期的历程，因此